Les gouttelettes lipidiques (LDs) sont des carrefours centraux de stockage et d’echange, en interface avec le reticulum endoplasmique, les mitochondries, les peroxysomes et les lysosomes, et regulent l’equilibre energetique, la signalisation et les reponses au stress. Malgre une cartographie riche, etablir un lien causal entre les interactions de surface des LDs et les flux lipidiques reste difficile. Dans cette these, nous avons developpe une approche perturbative appelee ControLD : un systeme specifique et programmable qui encapsule les LDs dans un reseau proteique issu d’une separation de phase liquide-liquide (LLPS). En combinant des proteines de separation de phase et des modules de ciblage des LDs, ControLD cree une barriere sterique reversible a leur surface, bloquant les interactions sans inhibiteurs chimiques.
Dans les cellules de mammiferes, un recrutement rapide et specifique vers les LDs et une formation controlee du reseau sont observes; la LLPS permet un piegeage et une liberation a la demande. Nous quantifions comment l’encapsulation remodele les interfaces d’organites et le metabolisme : limiter l’accessibilite reduit l’afflux de lipides neutres en situation d’abondance nutritive, tandis que les LDs piegees resistent a la consommation lors d’une carence. Pour tester la portabilite inter-especes, nous avons transpose ControLD chez la diatomee Phaeodactylum tricornutum (Pt), en adaptant les domaines de ciblage et les strategies d’expression. Chez Pt, ControLD se forme de facon robuste ; nous comparons les encapsulations entre modeles et en inferons des causes physiologiques. Methodologiquement, cette these fournit une boite a outils modulaire pour cibler la formation de reseaux proteiques sur une surface. En restreignant l’accessibilite des LDs plutot qu’en supprimant des composants, ControLD decouple la proximite physique et les partenaires enzymatiques. Cela etablit le piegeage d’organites par condensats artificiels en tant qu’approche generale pour sonder les interfaces d’organites et l’homeostasie lipidique. ​

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